第八章外源化学物致癌作用chemicalcarcinogenesis

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毒理学第八章外源化学物致癌作用讲课文档

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➢对饮食和激素等因素敏感 ➢促长作用的相对效力取决于达到最大效 应的时间和剂量速率
引发剂与促癌剂对小鼠皮肤诱发肿瘤的阶段性
组 别 肿瘤
(1)I I I I I I I I I + 反复多次给予引发剂可诱发肿瘤
Байду номын сангаас
(2)I
- 引发后无促癌剂则不能发生肿瘤
(3)P P P P P P P P - 无引发剂,仅有促癌剂也不发生肿瘤
生永久性的、不可逆的遗传性改变,成为突变细胞,或称 “启 动细胞”,诱发细胞突变的因素称为引发剂(启动剂)。 ➢ 启动细胞的表型可能正常,它必须通过克隆扩增才能形成良性 损伤。 ➢ 在接触致癌物与发生细胞转化之间要有一个相当长的潜伏期, 需要启动效应的遗传传递。
1. 引发阶段(Initiation)
毒理学第八章外源化学物致癌作用课件
毒理学中的“癌”是一种广义的概念,包括:癌、肉瘤及良 性肿瘤。实际上毒理学中所指的化学致癌作用,是指化学致 肿瘤作用。
化学致癌作用(chemical carcinogenesis):是指化学物质引起 或诱导正常细胞发生恶性转化并发展成为肿瘤的过程。
化学致癌物(chemical carcinogen):凡是能引起生物体肿瘤, 增加其发病率或死亡率的化学物。
癌基因
致癌物
癌变
原癌基因与癌基因关系示意图
➢抑癌基因(anti-oncogene):又称肿瘤抑制基因 (tumor suppressor genes)、肿瘤易感基因 (tumor susceptibility gene),指对细胞生长、增殖 和分化起负性调节的基因,即抑癌作用。
③免疫抑制。
1. 引发阶段(Initiation)
DNA损伤

第八章化学致癌作用ChemicalCarcinogenesis

第八章化学致癌作用ChemicalCarcinogenesis
6、Tobacco use is the single largest preventable cause of cancer in the world.
7、One fifth of all cancers worldwide are caused by a chronic infection, for example human papillomavirus (HPV) causes cervical cancer and hepatitis B virus (HBV) causes liver cancer.
Bay region
K- region
化学致癌物的代谢活化
N-亚硝胺(nitrosamines) 二甲基亚硝胺 (dimethynitrosamine DMA)
代谢 脱甲基、脱亚硝基反应 脱亚硝基代谢 P450催化下生成醛和胺 脱甲基代谢 终致癌物甲基碳宾离子 可使核酸和蛋白质的亲核部位甲基化

直接致癌物(direct carcinogens) 间接致癌物(indirect carcinogens)
化学致癌物按作用机制分类
遗传毒性致癌物
直接致癌物(direct carcinogen) 这类化合物进 入机体后,不需体内代谢活化而直接与细胞生物 大分子(DNA,RNA,蛋白质)作用而诱导细胞癌 变。
4 消化系统 7.31 呼吸系统 8.79 呼吸系统 15.28 呼吸系统 12.77
5 心脏病 6.61 消化系统 4.32 意外伤害 6.52 损伤中毒 6.56
第一节 化学致癌物及其分类
一、Definitions:
chemical carcinogen A carcinogen is an agent whose administration to previously untreated animals leads to a statistically significant increased incidence of neoplasms of one or more histogenetic types as compared with the incidence in appropriate untreated animals.

第八章 外源化学物致癌作用

第八章 外源化学物致癌作用

启动作用是不可逆的,它对DNA的损伤是细微 的,很可能仅仅是转换、颠换、小缺失等基 因突变。
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引发阶段的主要特征



不可逆 经引发的“干细胞”在形态学上无法识别 对外源性化学物质和其他化学因素敏感 存在自发的引发作用(内源性) 剂量-反应关系良好,但很难确定阈值 需经细胞分裂“固定突变” 引发作用必须发生在促长作用之前, “纯”引发 作用在无促长时不导致肿瘤,引发剂的强度以促长 阶段后发生的癌前病变来定量
癌基因实质上是一类被激活的基因,所指导合 成的蛋白质能够促成细胞恶性表型的形成。

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1 2 3 4
己知的细胞癌基因分为下列四类: 蛋白激酶类 信息传递蛋白类 生长因子及其受体类 核内蛋白类
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一些原癌基因
----------------------------- 原癌基因 功能 相关肿瘤 ------------------------------- sis 生长因子 Erwing网瘤 erb-B 受体酪氨酸激酶,EGF受体 星形细胞瘤、 卵巢癌、 肺癌、胃癌、唾腺癌 ras G-蛋白 肺癌、结肠癌、膀胱癌等 src 非受体酪氨酸激酶 罗氏肉瘤 Abl-1 非受体酪氨酸激酶 慢性髓性白血病 raf MAPKKK,丝氨酸/苏氨酸激酶 腮腺肿瘤 -------------------------------
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促长阶段(promotion)
是指致癌物促进引发形成的肿瘤细胞分裂生长的 过程。


Hale Waihona Puke 促长作用比较复杂,是可逆的,它有物种特异 性、并有一定的阈值,低于阈值剂量,即不起 促进作用。 促长作用选择性地使启动细胞增殖增加或细胞 凋亡相对减少,从而实现克隆扩展。

外源化学物致癌作用

外源化学物致癌作用

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支持这一观点的实验依据
1. 大多数致癌物同时也是致突变物 2. 许多致癌物的致突变和致癌性质取决于它们是否能转变为
亲电子的代谢产物 3. DNA加合物的水平通常与致癌性和致突变性成正相关 4. DNA和致癌物的相互作用可活化肿瘤基因
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亲电性化合物 DNA, RNA, 蛋白质
①通过细胞毒性或激素作用刺激细胞增殖。如高脂肪饮食可使 乳腺癌的发病率增高,原因是高脂肪饮食可使催乳素分泌增 多,而催乳素对乳腺癌的发生有促进作用。
②抑制细胞间的信息互通,从而解除细胞生长的接触抑制,使 启动了的细胞能逃脱周围正常细胞的抑制,出现增殖失控。
③免疫抑制。
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1. 引发阶段(Initiation)
化学致癌物在体内生物转化酶系统作用下,经代谢活化, 产生具有致癌作用的终致癌物,后者含有亲电子结构,能 与体内的生物大分子如DNA上的亲核基团发生共价结合, 导致DNA的突变,引起DNA损伤。
致癌物与DNA大分子的结合具有位点特异性,不同位点的 加合物有不同的生物学效应,绝大多数化学致癌物加合物 形成位点与基因突变位点密切联系。

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DNA损伤修复存在不均一性和可诱导性
不均一性表现在不同个体、不同器官和不同种类细胞之间的 修复能力不同,也表现为同一细胞内不同基因片段上的损伤 获得的修复机会不同等,即表达基因优先于静止基因,调控 基因优先于功能基因。
可诱导性是指细胞修复DNA的能力并不是固定不变的,可 被相关因素所诱导。在小剂量损伤因素的连续刺激下, DNA损伤修复的能力会升高。
生永久性的、不可逆的遗传性改变,成为突变细胞,或称 “启 动细胞”,诱发细胞突变的因素称为引发剂(启动剂)。 启动细胞的表型可能正常,它必须通过克隆扩增才能形成损伤。 在接触致癌物与发生细胞转化之间要有一个相当长的潜伏期, 需要启动效应的遗传传递。

第八章外源化合物的致癌作用

第八章外源化合物的致癌作用
癌基因是化学致癌物作用的靶分子. 在细胞癌变过程中发挥关健作用. 所指导合成的蛋白质能够促成细胞恶性表型的
形成.
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原癌基因(proto-oncogene):指机体内正常细胞 所具有的能致癌的遗传信息。即癌基因的原型。
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【本章目的要求】
掌握化学致癌作用概念和机制 熟悉致癌化合物分类 熟悉致癌作用评价方法
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【本章基本内容】
化学致癌机制:
与致癌作用有关的代谢;化学致癌作用的分子机制; 化学致癌过程;非遗传毒性机制。
化学致癌物分类:
IARC按证据分类;根据机制分类;其他分类。
观察致癌作用的基本方法:
(解毒)
生成活性代谢产物 (代谢活化)
例如:苯并芘、亚硝胺类
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与致癌作用有关的化学致癌作用的 代谢活化过程:
代谢酶
代谢酶
前致癌物
近致癌物
终致癌物
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代谢酶 细胞色素P450、硫酸转移酶、谷胱甘肽转移酶、葡萄 糖醛酸转移酶等。
前致癌物(precarcinogens): 本身并不直接致癌,必须在体内经代谢转化,才具有致 癌作用。是尚未代谢活化的形式,即母体化学物。
化学致癌机制可分为两类: 体细胞突变致癌学说:造成DNA损伤而引发肿瘤的遗传 毒性机制。 非突变致癌学说:对DNA以外的靶分子作用的非遗传毒 性机制。
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致癌作用是复杂的、多阶段、多基因参与、长期 累积的过程,涉及基因表达、细胞生理和生化等 多种变化。
从本质上说,肿瘤是一种遗传物质改变导致的疾 病,即遗传病。
指本身直接具有致癌活性,在体内不需要经过 代谢活化即可致癌的物质。
间接致癌物(indirect carcinogen)
指本身并不致癌,必须在体内经代谢转化,其 所形成的代谢产物才具有致癌作用的物质。

ChemicalCarcinogenesis

ChemicalCarcinogenesis

Cancer
中国常见疾病死亡率排行榜





排位 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
疾病死亡原因 占死亡总λ数 (%) 脑血管病 22.63% 恶性肿瘤 22.17% 心脏病 16.77% 呼吸系统疾病 14.09% 损伤、中毒 6.18% 消化系统疾病 3.10% 内分泌 , 营养代谢系统 2.66% 泌尿、生殖系病 1.49% 精神病 1.16% 神经病 0.97%
Major signaling pathways relevant to cancer
二、致癌作用的影响因素
联合作用
(一) 致癌性的增强 1 增强致癌物的吸收; 2 增强遗传毒性致癌物的代谢活化或使其解毒减弱; 3 抑制DNA修复; 4 选择性增强DNA受损细胞的增殖。 (二) 致癌性的抑制 1 在靶器官中发生竞争性的取代; 2 活化作用酶系统活力发生改变; 3 解毒效果和受体比例发生改变
Fiber,Hormones)
Doll and Peto 1981年归因于环境因素的癌死亡百分 比
烟草 酒精 饮食 30% 3% 35% <1% 污染 2%
工业产品<1% 药品和医学处置 1% 地球物理因素 感染 10% 3%
食品添加剂
生殖和性行为 7% 职业 4%
研究致癌物的历史

Metabolic activation of a carcinogen
黄曲霉毒素
(二)肿瘤发展:
肿瘤转化的细胞,如果在组织稳态因素 (homeostatic factors)控制下可保持休眠状态。


某些不正常因素的细胞可发展至形成肿瘤。 在促长物的作用下增生发展成为肿瘤。 有的则有赖于宿主条件如激素依赖性肿瘤即这样。

第八章 外源化学物致癌作用(共109张PPT)

第八章 外源化学物致癌作用(共109张PPT)
DNA损伤-----修复-----突变-----肿瘤
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(三)癌基因、原癌基因及抑癌基因
➢癌基因激活,导致肿瘤的阳性增殖,原 癌基 因突变为癌基因后通常过度表达
➢癌基因的两个等位基因中的单个基因突 变可
以影响细胞表型 ➢抑癌基因的产物能阻断肿瘤的细胞生长,抑
癌基因突变后丧失其功能 ➢抑癌基因的两个等位基因都必须失活才 能改
如亚硝胺类,多环芳烃
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前致癌物 代谢酶 近致癌物 代谢酶 终致癌物
➢前致癌物(precarcinogens): 本身并不直接致癌,必须在体内
经代谢转化才具有致癌作用,尚未代 谢活化的形式,即母体化合物。如亚 硝胺类,多环芳烃
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➢近致癌物(proximate carcinogens) : 指前 致癌物经代谢活化过程形成的中间 产物, 必须进一步代谢活化才具有致癌作用的物 质。
肿瘤是我国劳动年龄人口尤其是最佳劳动 感基因(tumor susceptibility gene)。
依赖活化的前致癌物: 多环芳烃、亚硝胺、芳基胺
人口的首要死亡原因,在35-59岁年龄人口 HIV—多发性人类肿瘤
❖ 致癌物多数具有遗传毒性 在组合试验中有一项是阳性结果,即可认为该受试物为致突变物,因而就可能是遗传毒性致癌物。
同的特点,即皆为亲电子剂。
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第一节 化学致癌的机制
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➢ 致癌作用是复杂的、多阶段、多基因参 与、 长期累积的过程,涉及基因表达、细胞生理 和生化等多种变化
➢ 从本质上说,肿瘤是一种遗传物质改变导致的
疾病,即遗传病 ➢ 大多数环境因素的致癌作用都是通过影响
遗传基因起作用的,肿瘤是细胞中多种基 因突变累积的结果
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/10/10/l0/10万,增长达38.60%。全世 EB病毒—鼻咽界癌和新恶性淋发巴瘤癌症患者中,中国占有1/5。

第八章 外源化学物致癌作用

第八章 外源化学物致癌作用
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主要致癌因素
物理因素 如电离辐射。经常接触X射线的医务 人员中,白血病、皮肤癌、甲状腺癌的 发病率均高于不接触X射线的医务人员。 国外388名15岁以下儿童患中枢神经系 统肿瘤发病率与其父亲从事电离辐射有 关。
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主要致癌因素
化学因素 化学致癌物是一类可以使正常细胞转 化为肿瘤细胞,发展为癌的化学物。 生物因素 乙型肝炎病毒— 肝癌 乳头状瘤病毒—食管癌、人类宫颈癌 EB病毒—鼻咽癌和恶性淋巴瘤 T系淋巴系病毒I型—T细胞白血病淋 巴瘤 HIV—多发性人类肿瘤
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二、化学致癌作用的分子机制
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化学致癌机制分类
➢ 体细胞突变致癌学说:即造成 DNA损伤而引发肿瘤的遗传毒性机 制。 ➢ 非突变致癌学说:即对DNA以外
靶分子作用的非遗传毒性机制。
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(一)DNA加合物
有致癌活性的终致癌物,即含有 亲电子结构基团的化合物,它能与细 胞靶分子发生共价结合,形成加合物 使这些生物大分子烷基化,导致DNA 的突变。 可作为接触环境致癌物的标志
认识化学致癌历史
1895年 Rehn 染料工人膀胱癌----接触 芳香胺类化合物 1918年 山极和市川 煤焦油抹兔耳---皮 肤癌 1919年 有人用煤焦油涂抹兔子耳朵,日 久诱发出上皮癌
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认识化学致癌历史
1930年 从煤焦油中提炼出特殊致癌成分34苯并芘,动物实验可引起皮肤癌、肉瘤等。 世界范围内生产合成染料——膀胱癌、皮肤 癌和白血病。在手表指针上涂抹发冷光的镭 的妇女,因为常常舔刷毛,经诊断患有舌癌。 20世纪50年代早期:吸烟人群的肺癌发病 率日渐上升,比不抽烟的人群高20至30倍。
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抑癌基因失活
肿瘤细胞增殖失控
➢ 正常情况抑癌基因具有多种多样的

第八章外源化学物致癌作用chemicalcarcinogenesis

第八章外源化学物致癌作用chemicalcarcinogenesis
肿瘤发生率(%)=(实验结束时患肿瘤动物总数/有效动物 总数)×100%
(二)哺乳动物短期致癌试验: 何时应考虑进行致癌性评价:
①人体可能长期暴露于该化学物; ②该化学物或其代谢物的化学结构与已知致癌物相似; ③反复染毒毒性试验提示该化学物可能产生癌前病变。 如在3种遗传毒理学短期试验均得到阳性结果,可预测
为遗传毒性致癌物;如在3种遗传毒理学短期试验均得 到阴性结果,可预测为非遗传毒性非致癌物;如经5种 遗传毒理学短期试验仍不能预测其致癌性的化学品,应 优先进行哺乳动物致癌试验。
第三节 观察化学毒物致癌作用的基本方法
⑤局部使用吸收很差的药物不必进行经口致癌试验。 ⑥已具有致癌性资料的药物的各种酸、碱、盐应提供
其在药物动力学、药效学或安全性方面没有明显改变的 证据,对于酯和复杂的衍生物在确定是否需要进行致癌 试验时也应有类似的资料,并应个案讨论。 ⑦基本作为替代治疗的内源性物质不需要进行致癌试 验。但对生物技术制品,下列情况可考虑进行致癌试验: 生物学作用明显不同于天然相应物质的制品;结构明显 不同于天然相应物质的制品;在人体引起局部或全身浓 度明显增加的制品。
第三节 观察化学毒物致癌作用的基本方法
(五)观察和结果分析
1.一般观察 每天观察受试动物一次,主要观察其外 表、活动、摄食情况等。在实验最初三个月每周称体重一 次,以后每两周称体重一次。经饲料或饮水给以受试物时, 应记录食物消耗量或饮水量,以计算受试物的摄入量。观 察时要注意有无肿瘤出现、肿瘤出现时间及死亡时间。老 年动物多病易死,应加强巡视,防止动物死亡后未及时刻 验,发生尸体组织自溶。
第三节 观察化学毒物致癌作用的基本方法
3.大鼠肝转化灶诱发试验。
对大鼠进行肝大部切除术后,给以受试物,一般可在8~14周 结束实验,观察肝转化灶生成。肝转化灶是癌前病变,有γ-谷 氨酰转肽酶活性升高,G6P酶和ATP酶活性降低,以及铁摄取 能力降低。转化灶可用组织化学或免疫化学方法鉴定。此试验 也可设计为检测受试物的引发活性或促长活性。典型的引发剂 为二乙基亚硝胺(DEN),促长剂为苯巴比妥(PB)。

第8章 外源化学物致癌作用

第8章 外源化学物致癌作用

7,8-二醇-9,10环氧化物等
AHH:芳烃氢化酶
EH:环氧化物水化酶
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二、化学致癌过程
• 化学致癌作用机制目前还有许多尚未彻 底阐明。一般认为,化学致癌作用是一 个多因素、多基因参与的多阶段过程。
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• 肿瘤的发生是一个长期的、多阶段改变 累积的过程,具有多基因控制和多因素 调节的复杂性。目前较公认的阶段学说 认为至少包括3个阶段

引发细胞在形态上与正常细胞很难区别。 引发细胞不具有生长自主性,因此不是 肿瘤细胞。 只有引发无促长时不导致肿瘤。 引发剂作用的靶主要是原癌基因和肿瘤 抑制基因。 对外源化学物及其他化学因子敏感。
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2、促长阶段
为化学致癌作用第二阶段。引发细胞 增殖成为癌前病变或良性肿瘤(引发 细胞群)的过程。 促进作用选择性地使启动细胞增殖加 快或细胞凋亡减缓,实现克隆扩增, 导致局部增殖并引起良性局灶性病理 损害如乳头瘤、结节或息肉。 • 促长剂(promotor)或促癌物:具有 促长作用的化学物质,称为促长剂。
1、癌基因和原癌基因 2、抑癌基因
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(一) DNA加合物
致癌物 DNA 突变
生物转化 酶系统 修复失败
代谢活化 DNA加合物
终致癌物 (亲电基团) DNA分子
部分恶性转化
肿瘤
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• DNA加合物提供了致癌物暴露和DNA原 始损伤的证据,反映致癌物吸收、代谢 和修复等互相作用的综合效应,代表致 癌物的生物有效剂量。 • DNA加合物的数量与致癌性有密切关系。 • DNA加合物可作为人类肿瘤的接触(效 应)生物学标志。
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研究发现,通常在染料化工发展15-20年后, 职业性膀胱癌相继发生。 • 德国1860年始制造染料,1895年首先报 道品红染料生产工中3例膀胱癌; • 美国染料生产始于1917年,1934年出现 职业性膀胱癌; • 日本的染料化工1925投产,报道首例职 业性膀胱癌的时间是1940年; • 我国的染料生产大约在1940年开始, 1959年天津报道第1例职业性膀胱癌。

外源化学物的致癌作用

外源化学物的致癌作用

化学致癌的特点
具有一定的剂量-反应关系
01
具有一定潜伏期
02
具有协同性和累积性
03
是一个多阶段的过程
04
到一定程度不可逆
05
受宿主因素的影响
06
第二节 化学致癌物的分类**
根据致癌物对人类和动物的致癌作用分类
2类,A组很可能对人致癌(63种)对人致癌性证据有限,但对动物致癌性证据充分, B组可能对人致癌(234种)人致癌性证据有限,对动物致癌性证据也不充分。 1类,确认的人类致癌物(87种):证据充分(流行病学、动物实验均得到证实)
国际癌症研究所(IARC) 分为四类:
4类,很可能对人不致癌(1种)对人可能是非致癌物。
1
3类,可疑对人致癌(493种)现有证据未能对人类致癌性进行分级评价。
2
根据化学致癌物作用机制分类
遗传毒性致癌物 直接致癌物 间接致癌物 无机致癌物
(二)非遗传毒性致癌物
01
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3.结果分析
多发性 :是指一个动物出现多个肿瘤或一个器官出现多个肿瘤。是化学致癌的又一特征。一般计算每一组的平均肿瘤数。
潜伏期 致癌物剂量越大潜伏期越短。可以用各组第一个肿瘤出现的时间作为该组的潜伏期。
3.结果分析
致癌指数
4.结果评定
阳性结果:染毒组应与对照组作显著性检验。存在剂量反应关系,并与对照组差异显著时,为阳性结果。
结果的观察、分析和评定 一般观察: 体重、外观、活动、摄食是否正常,肿瘤出现时间、部位、数目、性质、大小,死亡时间。 病理检查
3.结果分析
肿瘤发生率:需要计算肿瘤总发生率、恶性肿瘤总发生率、各器官或组织肿瘤发生率和恶性肿瘤发生率,以及各种类型肿瘤发生率。 指一组实验动物中发生肿瘤的动物数与该组有效动物数之比。有效动物数指最早出现肿瘤时该组存活动物数。

第八章 外源化学物的致癌作用

第八章 外源化学物的致癌作用

不良饮食习惯
• 食物在油煎炸时温度高达200℃以上,油脂进行着 复杂的氧化、聚合、环化等反应。尤其经反复高温 的剩油炸后可产生致癌物和促癌物。国外报道,多 次使用的剩油加到饮料中可诱发大鼠肿瘤。这就是 我们叫大家少吃油条、油炸臭豆腐的原因。 • 烟熏食物 熏肉在制作过程中产生致癌物——3.4苯并芘,并 可渗透到食物去。 • 饮酒 国外报道,饮酒可增加妇女患乳腺癌的危险性,且 随饮酒量增大而增高。 • 霉菌 已知有20多种霉菌及其毒素对动物有致癌性。我 国食管癌和肝癌的高发可能与居民摄入霉菌污染的 食物有关。
按化学致癌物的化学结构分类:
• • • • • • • • 烷化剂 多环芳烃类化合物 芳香胺类化合物 氨基偶氮累染料 亚硝胺类化合物 黄曲霉毒素 植物毒素 金属致癌物
根据化学物质对人类的致癌作用分 类:
• 肯定对人类有致癌作用的物质 • 对人类疑有致癌作用的物质 • 对人类具有潜在致癌能力的物质
进展阶段——第三阶段
• 在肿瘤形成过程中,在促进之中或之 后,细胞表现出不可逆的遗传学改变 • 标志: 遗传不稳定性增加和恶性变化,在形 态上或功能代谢和行为方面逐渐表现 出肿瘤的特征。
2 遗传易感性与化学致癌
• 基因遗传多态性 多态性是指在一个生物群体中,同时和经 常存在两种或多种不连续的变异型或基因 型或等位基因,亦称遗传多态性或基因多 态性。从本质上来讲,多态性的产生在于 基因水平上的变异,一般发生在基因序列 中不编码蛋白的区域和没有重要调节功能 的区域。 • 单核苷酸多态性:在基因组水平上由单个 核苷酸的变异引起的DNA序列多态性 人类可遗传变异中最常见的一种,占所有 已知多态性90%以上。
化学致癌物的主要特性
• 致癌作用依赖于化学致癌物的剂量 • 化学致癌物的致癌潜伏期很长

毒理学基础 第八章 外源化学物的致癌作用

毒理学基础 第八章 外源化学物的致癌作用
不一定发生改变。
化学致癌作用的分子机制
(五)、非遗传毒性致癌机制
细胞间隙连接通讯; (gap junction intracellular communication, GJIC) 信号传导系统; 纺锤丝系统; DNA修复系统; 基因表达调控系统。
四、化学致癌过程
(一)引发阶段(initiaition)
化学致癌的特点
具有一定的剂量-反应关系
具有一定潜伏期
具有协同性和累积性 是一个多阶段的过程 到一定程度不可逆 受宿主因素的影响
第二节 化学致癌物的分类**
一、根据致癌物对人类和动物的致癌作用分类
国际癌症研究所(IARC) 分为四类: 1类,确认的人类致癌物(87种):证据充分(流行病学、动 物实验均得到证实) 2 类, A 组很可能对人致癌( 63 种)对人致癌性证据有限,但 对动物致癌性证据充分, B组可能对人致癌(234种)人致癌性证据有限,对动物 致癌性证据也不充分。
是正常细胞分裂生长的负性调节因子,其编码的蛋白质能 够降低或抑制细胞分裂活性,或称为肿瘤抑制基因
(tumor suppressor gene),或称抗癌基因 (antioncogene)。
原癌基因 活化 癌基因
肿瘤发生
抑癌基因失活
化学致癌作用的分子机制
(四)、基因表达调控异常
基因学说:癌变是由于基因的改变 基因外学说:基因表达调控失常,基因本身
物和间接致癌物经代谢活化所形成的具有致癌作用的代谢物的 统称。
三、与致癌作用有关的代谢
代谢酶 代谢酶
前致癌物
活化
近致癌物
活化
终致癌物
解毒
三、化学致癌作用的分子机制 1. DNA加合物 2. DNA修复与化学致癌 3. 癌基因、原癌基因及抑癌基因 4. 基因表达异常与肿瘤发生
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4.雌性大鼠乳腺癌诱发试验,一般可用SD大鼠(或 Wistar大鼠),实验周期为6个月。
此四个试验不是成组试验,应根据受试物的特点 选择使用。此四个试验任一试验得到阳性结果的意义 与长期动物致癌试验相似,但阴性结果并不能排除受 试物的致癌性。
第三节 观察化学毒物致癌作用的基本方法
一、用于致癌物筛选的短期试验:
第三节 观察化学毒物致癌作用的基本方法
ICH(1995)根据已知的危险因素、拟定的适应症和用药时间, 提出下列进行新药致癌性研究的范围,避免不必要的试验。 ①临床上连续应用6个月以上的药品;对慢性或复发性疾病 需间断性长期反复治疗的药品;造成长期暴露的给药系统。 ②已知属于对人具有潜在致癌性的同类化合物;构效关系提 示具有致癌危险性的物质3长期毒性试验发现癌前病变3原 型或代谢产物在组织内长期蓄积,引起局部组织反应或其他 病理生理反应的物质。 ③具有遗传毒性的物质往往具有致癌性,如拟长期使用,应 进行慢性毒性试验(1年),检测早期致癌反应。 ④拟用于病人预期寿命少于3年的药品不必进行致癌试验, 如肿瘤治疗药等。
(二)哺乳动物短期致癌试验: 何时应考虑进行致癌性评价:
①人体可能长期暴露于该化学物; ②该化学物或其代谢物的化学结构与已知致癌物相似; ③反复染毒毒性试验提示该化学物可能产生癌前病变。 如在3种遗传毒理学短期试验均得到阳性结果,可预测
为遗传毒性致癌物;如在3种遗传毒理学短期试验均得 到阴性结果,可预测为非遗传毒性非致癌物;如经5种 遗传毒理学短期试验仍不能预测其致癌性的化学品,应 优先进行哺乳动物致癌试验。
以观察皮肤乳头瘤和癌的发生,一般20周可结束实验,较敏感的小鼠 为SENCAR小鼠。此试验也可设计为检测受试物的引发活性或促长活 性。典型的引发剂为致癌性多环芳烃,促长剂为佛波醇酯(TPA)。
2.小鼠肺瘤诱发试验:染毒途径常用腹腔注射,也可灌胃或吸
入,一般30周可结束实验,观察肺肿瘤的发生。较敏感的小鼠为A系 小鼠。此试验也可设计)b检测受试物的引发活性或促长活性。典型的 引发剂为乌拉坦,促长剂为二丁基经基甲苯(BHT)。
第一节 化学致癌机制
四、化学致癌过程:
引发阶段 促长阶段 进展阶段
(initiation) (promotion)(progression)
第一节 化学致癌机制
前致癌物
正常细胞
活化
终致癌物
DNA结合
修复
致癌物败
DNA修复
引发的细胞
促长
分化的肿瘤
第三节 观察化学毒物致癌作用的基本方法
3.大鼠肝转化灶诱发试验。
对大鼠进行肝大部切除术后,给以受试物,一般可在8~14周 结束实验,观察肝转化灶生成。肝转化灶是癌前病变,有γ-谷 氨酰转肽酶活性升高,G6P酶和ATP酶活性降低,以及铁摄取 能力降低。转化灶可用组织化学或免疫化学方法鉴定。此试验 也可设计为检测受试物的引发活性或促长活性。典型的引发剂 为二乙基亚硝胺(DEN),促长剂为苯巴比妥(PB)。
第三节 观察化学毒物致癌作用的基本方法
⑤局部使用吸收很差的药物不必进行经口致癌试验。 ⑥已具有致癌性资料的药物的各种酸、碱、盐应提供
其在药物动力学、药效学或安全性方面没有明显改变的 证据,对于酯和复杂的衍生物在确定是否需要进行致癌 试验时也应有类似的资料,并应个案讨论。 ⑦基本作为替代治疗的内源性物质不需要进行致癌试 验。但对生物技术制品,下列情况可考虑进行致癌试验: 生物学作用明显不同于天然相应物质的制品;结构明显 不同于天然相应物质的制品;在人体引起局部或全身浓 度明显增加的制品。
组3,现有的证据不能对人类致癌性进行分类。493 组4,对人类可能是非致癌物。1
第二节 化学致癌物的分类
根据致癌机制分类
1.genotoxic carcinogens
直接致癌物 间接致癌物 无机致癌物
2.non- genotoxic carcinogens
促长剂
● 激素调控剂
细胞毒剂
性别:为接近人类情况,应使用同等数量的雌雄两种 性别的动物。
进展
不分化的癌
细胞死亡
细胞含错 配碱基
转移
第二节 化学致癌物的分类
IARC将化学物对人类致癌性资料(流行病学调查和病例报 告)和对实验动物致癌性资料分为四级(2002,878):
组1,对人类是致癌物。对人类致癌性证据充分者属于本 组。87
组2,对人类是很可能或可能致癌物。又分为两组,即组 2A和组2B。 组2A,对人类很可能(probably)是致癌物,指对人 类致癌性证据有限,对实验动物致癌性证据充分。63 组2B,对人类是可能(possible)致癌物,指对人类 致癌性证据有限,对实验动物致癌性证据并不充分;或 指对人类致癌性证据不足,对实验动物致癌性证据充分。 234
第三节 观察化学毒物致癌作用的基本方法
二、哺乳动物长期致癌试验:
(一)试验动物
物种和品系:要求用两种实验动物,常规选用大鼠和 小鼠,也可用仓鼠。啮齿类动物对多数致癌物易感性 较高,寿命相对较短,费用也较低,生理和病理学资 料较完备,因此使用最广泛。在选择品系时应选择较 敏感、自发肿瘤率低、生活力强及寿命较长的品系。
● 过氧化物酶体增殖剂
免疫抑制剂
● 固态物质
3.未分类:美舍吡伦
第三节 观察化学毒物致癌作用的基本方法
一、用于致癌物筛选的短期试验
(一)致突变试验:
①基因突变试验:鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验 (Ames试验);
②染色体畸变试验:体外细胞系细胞遗传学分析,小 鼠骨髓微核试验,大鼠骨髓染色体畸变试验;
③原发性DNA损伤:DNA加合物,链断裂,DNA修 复诱导(细菌SOS反应,大鼠肝UDS诱导),SCE试验;
④体外细胞转化:叙利亚地鼠胚胎细胞,Balb/c 3T3细胞。
第三节 观察化学毒物致癌作用的基本方法
一、用于致癌物筛选的短期试验:
(二)哺乳动物短期致癌试验:
哺乳动物短期致癌试验又称为有限体内试验,指时间有限(数 月),靶器官有限。较受重视的短期致癌试验有下列四种: 1.小鼠皮肤肿瘤诱发试验:于小鼠皮肤局部连续涂抹受试物,
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